豌豆资源抗镰孢根腐病鉴定

向 妮，段灿星，肖炎农，宗绪晓，朱振东*

(1.中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程，北京 100081；2.华中农业大学植物科技学院，武汉 430070)

豌豆资源抗镰孢根腐病鉴定

向 妮1，2，段灿星1，肖炎农2，宗绪晓1，朱振东1*

(1.中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程，北京 100081；2.华中农业大学植物科技学院，武汉 430070)

由茄镰孢豌豆专化型(Fusariumsolanif.sp.pisi)引起的豌豆根腐病是豌豆的重要病害，在我国豌豆产区普遍发生和严重危害。防治该病唯一经济有效的方法是利用抗病品种。本研究采用分生孢子悬浮液浸种的接种方法，对250份豌豆资源进行抗镰孢根腐病的鉴定和评价。结果表明，有24份资源根腐病病级小于或等于2.5级，表现稳定的和较好的部分抗性。

豌豆； 镰孢根腐病； 抗性

由茄镰孢豌豆专化型(Fusariumsolanif.sp.pisi)引起的豌豆根腐病是豌豆的重要病害[1]。我国20世纪50年代在青海省首先发现此病，目前已分布在大部分豌豆生产区，其中在宁夏回族自治区、甘肃省等豌豆主要生产区造成严重的产量损失[2-7]。由于该病为土传病害，农业措施或化学防治不能有效控制病害危害。实践证明采用抗病品种是防治该病最经济、有效的手段[1,8]。在我国，少数研究者曾开展了豌豆抗根腐病资源筛选和抗病品种选育[9-12]。孙克勤等[8]筛选出‘草原11号’和‘草原12号’两个抗根腐病品种；王宽仓等[6]筛选出了‘贡进选’和‘草原12号’两个根腐病高抗品种；王志刚[9]从842 份豌豆品种资源中筛选出抗根腐病材料17份。甘肃省定西市旱作农业科研推广中心从20世纪70年代开始，先后培育出‘定豌1号’、‘定豌2号’、‘定豌3号’、‘定豌4号’、‘定豌5号’等耐根腐病豌豆品种[12]。然而，以往的豌豆抗根腐病鉴定采用田间自然发病方法，鉴定结果受环境条件及病原菌基因型的影响。本研究在控制条件下采用孢子悬浮液浸种的方法对豌豆种质资源进行抗根腐病鉴定，以期筛选出抗性资源，为豌豆抗根腐病育种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试菌株和豌豆资源

供试的Fusariumsolanif．sp．pisi菌株DX-8为2009年由本实验室从甘肃采集的土壤样品中分离得到，经鉴定含有PDA1、PEP1、PEP3三个豌豆致病基因，为强毒力菌株[13]。

豌豆种质资源共250份，其中66份资源分别来源于内蒙古农牧科学院、新疆农业科学院、甘肃省农业科学院、青海大学、江苏省农业科学院、河北省农林科学院，其余184份资源由中国农业科学院作物科学研究所提供。

1.2 接种体制备

DX-8接种在含有PDA培养基(200 g马铃薯，20 g葡萄糖，20 g琼脂，水定容至1 000 mL)的培养皿上，25 ℃下培养7～10 d后，加入适量无菌水，用玻璃棒在培养基表面轻轻刮落孢子。孢子悬浮液经过两层纱布过滤，用血球计数板计算孢子浓度，调整孢子浓度到105个/mL。

1.3 抗性鉴定方法

抗性鉴定方法参考Ondrej等[14]。首先将待鉴定的豌豆种子用无菌水浸泡24 h，再将种子转入制备好的孢子悬浮液中浸泡24 h，以感病品种‘草原27号’(经过预试验表明为高感品种)为对照。之后，种子播种在以灭菌细砂为基质、直径10 cm的塑料钵中，每钵5粒种子，置于温度为25 ℃温室中培养，必要时辅以14 h光照和浇水。3～4周后调查发病情况。试验重复3次。

1.4 抗性评价

病级划分采用Grünwald等[15]的0～5级分级标准。0级：根部无病斑；1级：下胚轴出现轻微病斑；2级：上、下胚轴病斑合并；3级病斑开始扩展至根系，根尖开始被侵染；4级：上、下胚轴以及根系几乎都被感染，只剩下少量的白色未感染组织；5级：整个根系都被感染。计算每份材料的平均病级，平均病级数小于或等于2.5的为抗病。

2 结果与分析

2.1 豌豆种质资源鉴定结果

综合3次试验结果，感病对照品种‘草原27号’的平均病级为5.0，被鉴定的25份资源的平均病级范围在1.7～5.0之间，表明豌豆资源间对镰孢菌根腐病的抗性存在明显的差异。在250份资源中，有24份(9.6%)资源平均病级一致的低于或等于2.5，表现较好的抗性水平，其余226份资源的平均病级范围在2.6～5.0之间，表现为感病(图1)。在表现较高抗性水平的24份资源中，平均病级为1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.3、2.4和2.5的资源数分别为1、1、2、3、2、5、6、2和2份，均为国家种质库保存地方品种，其中来源于内蒙古的有16份，山西6份、河南2份(表1)。对250份资源的粒色调查发现，豌豆种子颜色与根腐病的抗性存在相关性。在24份抗病资源中，麻色20份，绿色2份，浅绿色和褐色各1份。经SAS V8软件分析，粒色与抗病性的相关系数为0.54，表明粒色与病级数呈一定正相关。

图1 250份豌豆资源的病级分布Fig.1 Distribution of 250 pea accessions in each range of disease severity rating

表1 24份抗根腐病豌豆资源Table 1 List of the 24 pea accessions resistant toFusarium solani f.sp.pisi

3 讨论

豌豆是我国西部干旱地区的重要农作物。长期以来，豌豆根腐病已严重制约了豌豆生产的发展。由于镰孢菌为顽固的土传病原菌，化学防治和一般农业措施很难控制豌豆根腐病的发生，唯一经济有效的病害防治途径就是利用抗性品种[1]。虽然，迄今国内外尚未发现对豌豆根腐病免疫的豌豆品种或资源，但大量研究表明，豌豆品种或资源间存在明显的抗性差异[9,15]。在我国，豌豆抗根腐病资源的鉴定曾零星开展，并筛选出一些抗性的材料，但均为田间观察结果[8-11]。本研究利用致病基因型明确的F.solanif.sppisi菌株在控制条件下接种鉴定了250份豌豆资源的抗性，发现24份具有较好部分抗性水平的豌豆资源，这些抗性资源可以作为抗源，通过杂交育种和系统选育，培育出抗病品种。

本研究所用的250份豌豆资源可为两部分，184份为国家种质库保存的地方品种，66份为一些豌豆育种单位提供的栽培品种或选育品系。24份抗性较好的资源均为地方品种，而栽培品种或品系中没有鉴定出抗性材料。目前，我国国家种质库保存豌豆种质在5 000份以上，因此，应该加大从地方品种中筛选豌豆抗根腐病资源的力度，筛选更多和抗性更好的抗源用于抗病品种的选育。在66份豌豆栽培品种或品系中，由甘肃省定西市旱作农业科研推广中心提供的豌豆品种定豌1号、2号、3号、4号、5号是该中心选育的耐根腐病豌豆品种，这些品种在该地区减轻豌豆根腐病危害发挥了重要作用[12]。但是，本研究表明，这5个品种对豌豆根腐病菌DX-8菌株不具有抗病性，根据0～5级标准分别为4.5级、3.5级、5级、5级、5级，均为感病品种。导致这种结果的可能解释是：本研究所用的病原菌具有较强的致病力，人工接种鉴定的发病环境适宜和接种体压力相对较大，因而选择的强度大，而在田间病害发生的严重度与病原菌群体结构、环境条件和栽培措施密切相关。另一个方面，豌豆根腐病菌存在较大的变异性，在田间存在不同的致病基因型[16]，但是目前我国在病原菌种群结构方面尚未研究，不同地区主要致病基因型不明确，因而导致田间鉴定结果与实验室鉴定结果的差异。

一些研究表明，豌豆种子颜色与根腐病抗性的存在一定关系。王宽仓等[10]报道，豌豆品种对根腐病抗病频率随着粒色的加深而增高，粒色抗病频率依次为：麻、绿麻、绿和白。本研究鉴定的24份抗性资源中，麻色占20份，绿色2份，浅绿色和褐色各1份。对250份豌豆资源粒色与抗病性进行相关性分析，粒色深浅与病级数呈正相关，其相关系数为0.54，为中度相关，即随着粒色变浅，病级数越大，抗病性越弱，这与王宽仓等[6]报道一致。但是，Grünwald等[15]研究表明，豌豆对根腐病的抗性与粒色或花色不存在连锁关系。

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IdentificationforresistancetoFusariumrootrotinthepeagermplasm

Xiang Ni1，2，Duan Canxing1，Xiao Yannong2，Zong Xuxiao1，Zhu Zhendong1

(1.InstituteofCropScience，ChineseAcademyofAgriculturalSciences/TheNationalKeyFacilityforCropGeneResourcesandGeneticImprovement，Beijing100081,China；2.CollegeofPlantScienceandTechnology，HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan430070,China)

Fusariumroot rot, incited byFusariumsolanif.sp.pisi, is one of the most important diseases of pea.It is found in all pea-growing areas in China and often causes severe yield losses.Use of resistant pea cultivars is the most economical and effective method for controlling the disease.In this study, 250 pea accessions were identified for partial resistance againstFusariumroot rot by conidial suspension inoculation at the seedling stage.There were 24 pea accessions consistently scored below or equal to 2.5 on a 0-to-5 disease severity scale in three independent experiments, which demonstrated high partial resistance.

Pisumsativum;Fusariumroot rot; resistance

2013-02-25

： 2013-03-21

现代农业产业技术体系专项资金(CARS-09)；中国农业科学院作物科学研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(20105)

S 432.21

： ADOI： 10.3969/j.issn.0529-1542.2014.01.032

* 通信作者 E-mail:zhuzhendong@caas.cn